霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试

1、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试南通职业大学霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试摘要随着社会主义市场经济的不断繁荣和发展,各大中小城市都在进行亮化工程。各企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的,本文就是介绍如何利用PLC来实现这一目的的.霓虹灯的闪烁不能说用人工控制，那样不会呈现给人们美的视觉，而用电气控制的话，中间使用的继电器，会有机械磨损，而霓虹灯的闪烁时间间隔是相当的短，几乎是零点几秒，这样看来使用电气控制是不太可能了，当然随着一种需要必然会有一种东西的出现。可编程控制器简称(PLC)的出现就解决了这个问题，它具有它独特的优点来

2、控制霓虹灯的闪烁。关键字:市场经济PLC霓虹灯NeonadvertisingscreenPLCcontroldevicedesignanddebuggingofLadderDiagramAbstractAsthesocialistmarketeconomycontinuestoprosperityanddevelopmenthavebeencarriedoutinvariousuniversities,citylightingproject.Allenterprisesandtheenterprisestopromotetheirimageandproductsandadvertisingpr

3、acticesadoptedone:neonlightsadvertisingscreentoachievethispurpose,thispaperisonhowtousePLCtoachievethispurpose.Theneonscintillationcannotspeakwithmanpowerunderthecontrolof,cannotappearlikethatgivingpeoplebeautifuloptesthesia,butusetherelaythatelectriccontrol'swords,centreuse,tobeabletohavemachin

4、erytowearaway,thattheneonscintillationperiodissuitablebutshortly,almostisseveralsecondsofzero,suchlookstohaveusedelectriccontroltobenotverypossible,appearscertainlywiththefactthatonekindneedsnecessity南通职业大学isabletohaveonekindofthing's.Programmingcontrollertheproblemhavingresolvedthisrightawayapp

5、earsonshorterform(PLC)'s,ithasitglimmeringcomingtocontrolaneon'suniquemerit.Keywords:Themarketeconomy,PLC,Neonsign目录摘要1ABSTRACT2目录3引言4绪论1.1 任务的控制要求1.2 论文的主要内容2霓虹灯2、1霓虹灯的起源422霓虹灯的现状与发展523霓虹灯的特点53硬件的设计与调试31硬件接线图632硬件的实现64、PLC及软件方案设计41PLC4、1、1PLC的结构图4、 1、2PLC的发展史4、1、3PLC的市场情况4、1、4PLC的网络及发展趋势4、1

6、、5PLC应用的领域4151开关量的逻辑控制4152模拟量控制4153运动控制4154过程控制4155数据处理4156通信及联网4 2 方案设计4、2(1I/O口的分配南通职业大学4、2、2分块设计4、2、3整个程序的梯形图4、2、4调试步骤4、2、5调试结果引言随着社会主义市场经济的不断繁荣和发展,各大中小城市都在进行亮化工程。各企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的，本文就是利用PLC来实现这一目的的！利用PLC控制器控制利用彩灯组成的一只孔雀的开屏过程,通过不同的闪烁,让人看来就是一只活的孔雀真的在开屏,同时还伴有音乐声！1 绪论1.1 任务控制要

7、求利用PLC控制器来控制彩灯的闪烁.来达到开屏的效果1.2 论文的主要内容利用PLC控制器控制利用彩灯组成的一只孔雀的开屏过程，通过不同的闪烁，让人看来就是一只活的孔雀真的在开屏,同时还伴有音乐声！1霓虹灯2.1霓虹灯的起源霓虹灯是由英文“领灯”，即“NEONSIGN得来的，“霓虹”两字实际上是“NEON的译音，而现在人们已经把“霓虹灯”当作专用词运用了。霓虹灯的发展可以追溯到英国物理学家和化学家法拉第对气体放电的研究，电流通过含有少量正负离子的气体时，受紫外线、宇宙射线、微量放射物质的作用，在足够高的外加电压作用下运动，并与中性气体分子碰撞后，使中性分子发生电离，因而离子的数目倍增。电流通过

8、气体时还伴有发光现象，即所谓的辉光放电。其发光的颜色随所充气体的不同而不同。法拉第的理论及其在实验上的成就，为霓虹灯技术的发展奠定了坚实的基础。霓虹灯始源于法国。当时所用的灯体玻管的直径为45毫米，先将玻璃管弯制成所需的文字或图案，然后再用1只电压为1万多伏的变压器供电，使之发光。当时，灯管两端电极采用石墨制成，内部充入氮气或二氧化碳气体，前者会发红光，后者发白光。南通职业大学由于这两种气体较活泼，很容易和石墨电极起化学反应，阴极溅散出的石墨很快在玻璃管内壁形成黑色薄膜层，并大量吸收充入灯管内的气体，使灯管的充气压力很快下降，致使霓虹灯的寿命很短。当时为了解决这个问题，特在霓虹灯管上加1个特殊

9、的电磁阀门，并在霓虹灯使用一段时间以后再往灯内重新补充一定量的气体，但这样做并未能在根本上克服上述缺陷。因此，这种灯不仅寿命短、制作工艺复杂，而且造价昂贵，很难普及。在1907年至1910年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在霓虹灯内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作中后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺

10、。故在第二世界大战结束后，霓虹灯得到了迅猛的发展。2.2 霓虹灯的现状与发展目前，霓虹灯市场上鱼龙混杂，有营业执照承接工程的单位只占市场的30%，这类单位有独自的设计、制作、安装能力，信誉好、产品质量过关，后期维护到位，是用户的首选单位。第二类，没有营业执照挂靠其它单位，这类“单位”专业性不强，产品质量无保证，后期维护不到位。第三类，皮包公司，无任何证件、信誉和能力，打一枪换一地，产品质量和后期维护根本谈不上。霓虹灯是一个专业性比较强的行业，正规单位的产品质量好，寿命长。可正是第二类和第三类公司扰乱霓虹灯市场，给用户的感觉霓虹灯容易坏。其实霓虹灯的寿命比日光灯还长，为了您的利益，请选择有执照，

11、有能力，有信誉的单位。以前霓虹灯制造企业几乎全部用普通玻璃管、普通电极，随着人们对产品要求的提高，高铅玻璃管、陶瓷环电极、三基色粉管，渐变彩虹霓虹灯正越来越广泛的走向人们的生活，使人们的生活更加精彩、亮丽。2.3 霓虹灯的特点南通职业大学一、高效率霓虹灯是依靠灯光两端电极头在高压电场下将灯管内的惰性气体击燃，它不同于普通光源必须把钨丝烧到高温才能发光，造成大量的电能以热能的形式被消耗掉，因此，用同样多的电能，霓虹灯具有更高的亮度。二、温度低，使用不受气候限制霓虹灯因其冷阴极特性，工作时灯管温度在60?C以下，所以能置于露天日晒雨淋或在水中工作。同样因其工作特性，霓虹灯光谱具有很强的穿透力，在雨

12、天或雾天仍能保持较好的视觉效果。三、低能耗在技术不断创新的时代，霓虹灯的制造技术及相关零部件的技术水平页在不断进步。新型电极、新型电子变压器的应用，使霓虹灯的耗电量大大降低，由过去的每米灯管耗电56瓦降到现在的每米灯管耗电12瓦。四、寿命长霓虹灯在连续工作不断电的情况下，寿命达一万小时以上，这一优势是其他任何电光源都难以达到的。五、制作灵活，色彩多样霓虹灯是由玻璃管制成，经过烧制，玻璃管能弯曲成任意形状，具有极大的灵活性，通过选择不同类型的管子并充入不同的惰性气体，霓虹灯能得到五彩缤纷、多种颜色的光。六、动感强，效果佳，经济实用霓虹灯画面由常亮的灯管及动态发光的扫描管组成，可设置为跳动式扫描，

13、渐变式扫描、混色变色七种颜色扫描。扫描管由装有微电脑芯片编程的扫描机控制，扫描管按编好的程序亮或灭，组成一副副流动的画面，似天上彩虹、象人间银河、更酷似一个梦幻世界，引人入胜，使人难以忘怀。因此、霓虹灯是一种投入较少、效果强烈、经济实用的广告形式。霓虹灯是一种冷阴极辉光放电管，其辐射光谱具有极强的穿透大气的能力，色彩鲜艳绚丽、多姿，发光效率明显优于普通的白炽灯，它的线条结构表现力丰富，可以加工弯制成任何几何形状，满足设计要求，通过电子程序控制，可变幻色彩的图案和文字受到人们的欢迎。3硬件的设计与调试南通职业大学3.1硬件接线图-24+24SB1X0Y0.Y3SB2Y4.Y7X1Y10.Y13Y

14、14Y17PLCY20Y23Y24.Y27Y30.Y32COMCOM1COM7FU3.2硬件的实现根据硬件接线图在PLC实验室进行模拟，连接好线路再通电源，观看模拟灯的发情况,结果是灯的发光效果和要求的一致，即运行正常！4PLC及软件方案设计4.1 PLC4.1.1 PLC的结构图电餐#Plf'的即戌吊怖以南通职业大学4.1.2 PLC的发展史1968年美国GM姬用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一代可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。料转化成产品为特征的过程工业中，除了以连续量

15、为主的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作;另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的一离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。在多年的生产实践中，逐渐形成了PLGDCSWIPC三足鼎立之势，如表1,还有其它的单回路智能式调节器等在市场上占一定的百分比。在80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%由于PLC机联系处理模拟能力和网络方面功

16、能的进步，挤占了一部分DCS的市场(过程控制)并逐渐垄断了污水处理等行业，但是由于工业PC(IPC)的出现，特别是近年来现场总线技术的发展，IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场，所以近年来PLC增长速度，总的说是渐缓。目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。4.1.3 PLC的市场情况国内PLC生产厂约30家，但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产，因此可以说PLC在我国未形成制造产业。作为原理、技术

17、和工艺均无尖端技术难度的产品，只要努力，是能形成制造产业的。在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿元人民币，应用的行业也很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需要加大投入。我国市场上流行的有如下几家PLC产品:（1）施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品，目前有QuantumsPremiumMomentu嘛产品；（2）罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLGMicroLogix、ControlLogix等产品;南通职业大学（3） 西门子公司的产品，目前有SIMATICS7-400/300/200系列产

18、品;（4） GE公司的产品;日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品。PLC的市场的潜力是巨大的，不仅在我国，即使在工业发达的日本也有调查表明，PLC配套的机电一体化产品的比例占42%，采用继电器、接触器控制尚有24%。所以说，需要应用PLC的场合还很多，在我国就更是如此了。从技术创新的角度看，我国大中型企业还要大力发展CIMS豺算机集成制造系统），在机械制造厂要形成FMSE性制造系统,PLC是基础，所以PLC市场是广阔的。（5） .3PLC的网络及发展趋势一个或若干PLC与PC机联出系统，PC机起到原编程器及人机界面操作站的作用，这20世纪90年代的新潮流，这样为系统集成带来了商机，同时编程软

19、件和人机界面软件（监控软件或称组态软件）及软件接口（或称驱动软件）也得到了发展。近年来，PLC厂家在原来CPU真板上提供物理层RS232/422/485接口的基础，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展，所以PLC构成的PC繇统比DCS勺开放性所处的现状稍好一些。目前罗克韦尔AB公司已形成了多层结构体系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet及Asi等现场总线（原DH的也可兼容）。西门子公司在Profibus-DP通讯网络及Profibus-FMS网络以外，提出了S7Rout

20、ing网络，即Profibus-DP和IndustrialEnternet两层结构。网络还在发展，我国应已积极的姿态投入其中。2001年我国机械工业成为工业发展新亮点，总产值比上年增长17.15%，汽车产量为世界前10位，机床产量为世界第5位。机械工业利润增长33.35%，占整个工业新增利润六成多。出口同样出现可喜的增长。现在机械工业提出要实施网络化，对这一点，PLC从业人员应有清醒的认识，应对网络化的开放性、网络构成的性能/价格比和网络的可靠性、安全性、先进性上特别下功夫。网络向上连是互联网问题，向下连是现场总线问题，另外现有网络能否用以太网“e网到底”方式、网络采用客户器/服务器方式、浏览

21、器/服务器方式、生产者/消费者方式、接口软件采用OPCT式等问题都有彳f进一步落实。PLCf智能MCC马达控制中心、与数控机床配套的NC/CNO控设备，以及与其它运行控制系统、电控设备、变频器和软起动器等连成系统；PLC要与DC劭工合作，充当DCS勺远程I/O站等;PLC要南通职业大学与IPC分工合作，除用IPC作人机界面外，作软件PLC的I/O部件也是可行的此外还有PLC与紧急停车安全系统（ESD,EmergencyShutDownSystems）的关系、与立体仓库、机器人、CAD/CA畴等都要处理好关系。总之，PLC要兼容各种新技术，使PLC成为真正意义上的“电脑”。PLC的应用领域是宽阔

22、的，还有许多领域急待开拓，如用于海关过境车辆认证（深圳盐田）、自动售药（若干中药店）在我国已有实例。另外，在离散事件系统中，如公路网交通流（车辆计数、乘客计数及停留时间计量）、物流系统、柔行制造系统（敏捷制造系统）及一切非标准随服务系统中，均可以采用PLG进而建模和采取对策并优化。PLC的前途一片美好，一切悲观的论点是站不住脚的。至于技术进步，PLC与其它技术融合以至消失，那还需要一定的时间！4.1.5PLC应用的领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 开关量的逻辑

23、控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，

24、早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 过程控制南通职业大学过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应

25、用。 数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。

26、新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。4.2方案设计4.2.1 I/O口的分配4(2(2分块设计这部分程序是孔雀开屏的开始，在音乐响起的同时眼睛和轮廓都亮，持续2秒之后，孔雀的眼睛开始闪烁，共计5次每次0、5秒梯形图如第一个图图2是孔雀眼睛的闪烁梯形图，整个过程都涉及到闪烁问题，在每次闪烁的时候时间设置为0、1秒，速度很快让人看不清楚它在闪烁然而又有动态的感觉，很真实整个过程都有音乐让人感觉很轻松，乐此不疲，从而起到招揽客人的作用此程序是孔雀的羽毛全部张开之后以及广告屏上所有要显示的对应的指示灯都亮了，持续的时间很长，就象一个真的孔雀在开屏，效果很是吸引人的眼球南通职业大学4.2.3

27、整个程序的梯形图4.2.4调试步骤南通职业大学开始分析控制要求确定用户I/O设备PLC硬件系统配置分配I/O点绘制流程图设计安装控制柜设计梯形图修改程序程序输入PLC现场施工连线软件测试N测试正常,Y整体测试满足要求,编制技术文件交付使用南通职业大学图4.6PLC调试步骤.2.5调试结果44.2.6 发现的问题1、调试时应严格按照实验室的规章制度进行操作,按步骤先接线后通电.在电脑中输入指令程序然后向PLC中写入，注意写入时应按照程序长度有范围的写入,这样会节省程序的写入时间.2、在程序的传送过程中若出现通信错误应检查PLC的电源是否打开或PLC和电脑的接口是否已连接上。3、程序的设计应和调试

28、相配合，对于较复杂的控制系统要分段进行设计这样便于分析和修改。总结该课题的设计基本是根据PLC及电气的相关知识来完成的，可以看出在工业生产过程中自动化控制的应用是多么的广泛。考虑到可编程控制的诸多优势以及方便调试与修改，本设计选用了此方法来实现控制。PLC的应用是以PLC为程控中心，组成电气控制系统，实现对生产过程的控制。PLC的程序设计是PLC应用的最关键的问题，也是整个电气控制系统设计的核心。当拿到一个课题后首先要对它进行分析，熟悉系统控制对象确定控制范围，然后制定控制方案再进行PLC选型，接着硬件和软件的设计，所有这些确定后才开始真正的设计即编制程序。程序的编制一定要和硬件的设置对应起来

29、，否则就算编程正确也不能正确输出，在设计过程的每一步中都要仔细以免出错。就一个课题而言它的要求只是个大概的控制情况，而在设计中一些具体的细节类控制方案要靠自己去完善，有时候为了方便观看运行后的效果可以添加一些辅助元件，如指示灯之类的输出元件。如果有能力的话可以拓宽设计范围，开阔想象力对原有的课题提出更高的要求是其实现更多的功能，并通过努力去将它的控制方案制定出来，设计好硬件和软件的设置，让系统更加完美。整个设计过程实际是对我们所学知识的综合考核，除次之外，论文的写作其中使用到许多计算机的知识和专业知识，例如使用AUTOCAD件来画图，熟练操作WORD及EXCE欧件，以及专业英语知识等等。设计的完成不仅巩固和提高了南通职业大学我的专业还学到了许多书本上没有的东西，遇到问题先自己分析考虑再和同学讨论并相老师请教，在实际运行时锻炼了自己的动手能力，调试过程也是发现错误和改正错误的过程，在实践中不断完善。当真正的调试成功时内心的激动是无